2023 年度研究成果報告書

ヒカゲノカズラ類における地下茎から根への進化過程の解明

研究課題

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研究課題/領域番号	21H02553
研究種目	基盤研究(B)
配分区分	補助金
応募区分	一般
審査区分	小区分45030:多様性生物学および分類学関連
研究機関	北海道大学 (2022-2023) 大阪市立大学 (2021)
研究代表者	山田敏弘北海道大学, 理学研究院, 教授 (70392537)
研究分担者	中村英人北海道大学, 理学研究院, 助教 (00785123) 小松俊文熊本大学, 大学院先端科学研究部(理), 教授 (40336201) 藤浪理恵子京都教育大学, 教育学部, 准教授 (40580725) LEGRAND Julien 静岡大学, 理学部, 助教 (60737534)
研究期間 (年度)	2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード	小葉類 / ヒカゲノカズラ / 根の起源
研究成果の概要	本研究では「小葉類の根は根冠を獲得した地下茎である」という仮説を検証した。まず、現生ヒカゲノカズラの発生学的特徴を観察し、初生根が茎の分枝部付近に生じること、初生根が葉緑体を持つこと、を明らかにした。また、初生根が複数回分枝して生じた後生根は、初生根と組織学的特徴や細胞の分裂動態が異なることがわかった。これらの結果は、初生根と茎との相同性を支持した。さらにベトナム北部や日本のシルル紀からデボン紀の地層において、”根幹のない最古の根”を探索した。ベトナムではアジア最古の植物化石群、日本では日本最古の植物化石群を発見したが、、”根幹のない最古の根”の発見には至らなかった。
自由記述の分野	進化古植物学
研究成果の学術的意義や社会的意義	すべての植物は根を持つが、根がどのように起源したのかは長らく謎だった。私たちは、植物の中で最初に根を獲得した小葉類に着目し、それら根が地下茎と相同であることを初めて明らかにした。また、ヒカゲノカズラの根は分枝するにつれ、茎的性質を徐々に失い、根としての性質を確立することを明らかにした。つまり、小葉類は、他の植物とは異なり、根と茎との中間的器官を保持していることになる。この成果は、現生小葉類が他の植物とは異なる体制を持つことを示す点で、驚くべきものである。一方、日本最古の植物化石群の発見は研究の副産物的なものであるが、日本の植物史の理解に大きく貢献した。